gagueira: o segredo que se esconde na matéria branca

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Nos últimos anos, com o aperfeiçoamento dos méto- dos de neuroimageamento, cada vez mais estudos ci- entíficos começaram a descobrir diferenças físicas na organização do cérebro de pessoas que gaguejam. Até pouco tempo atrás, a grande dúvida era saber se es- sas diferenças eram resultado do convívio com a ga- gueira ou se elas já estavam presentes desde a infân- cia. Dois estudos recentes ofereceram respostas a esta dúvida. A pesquisadora Kate Watkins, autora do tex- to abaixo, é a líder de um desses estudos. o começo de 2008, dois grupos de pes- quisa sobre gagueira publicaram estudos de neuroimagem em jovens adultos, adolescentes e crianças que gaguejam. Esses estudos revelaram anormalidades funcionais e estruturais no cérebro dessas pessoas. O objetivo deles era fornecer um melhor entendimento das causas da gagueira e ajudar a explicar por que al- gumas crianças recuperam-se da gagueira, enquan- to outras continuam a gaguejar. Considerando o resultado dos dois estudos em conjunto, estamos começando a responder estas perguntas. Em nosso artigo, publicado na revista Brain, des- crevemos diferenças na organização física das co- nexões entre algumas áreas do cérebro em um grupo de adolescentes e pessoas jovens que gague- jam (com idade variando de 14 a 27 anos). Essas diferenças explicaram por que este grupo de pes- soas exibia uma atividade reduzida em algumas regiões do córtex cerebral durante a produção de fala. Outro grupo de pesquisadores (Chang et al.) pu- blicou descobertas muito similares na revista Neu- roImage. Estudando crianças na faixa etária de 9 a 12 anos, eles descobriram que, no grupo com ga- gueira persistente, as conexões de matéria branca estavam rompidas na mesma região identificada em nosso estudo. Já no grupo constituído por cri- anças que tinham se recuperado da gagueira, a matéria branca estava íntegra. Eles também encon- traram mudanças no volume da matéria cinzenta cortical, tanto em crianças com gagueira persisten- te quanto em crianças que tinham se recuperado da gagueira, e apontaram dife- renças em relação ao cérebro de adultos que gaguejam. Esses estudos usaram aparelhos modernos de ressonância mag- nética, que fornecem imagens mais detalhadas da estrutura do cérebro com base no movimento dos átomos de hidrogênio das moléculas de água. Tanto em nosso estudo quanto no de Chang, utili- zou-se um novo tipo de ressonância, conhecido como imageamento por tensor de difusão (DTI res- sonance), para investigar a organização das cone- xões de matéria branca no cérebro. A matéria branca é responsável pela conexão entre as diver- sas áreas do sistema nervoso central. Ela é chama- da de branca porque é constituída principalmente por um tecido gorduroso conhecido como mielina. Este revestimento gorduroso fornece isolamento para as fibras que conectam as diferentes regiões do cérebro e também aumenta a velocidade de transmissão dos sinais elétricos entre essas regiões. Em razão de o tecido ser gorduroso, as moléculas de água não têm liberdade total de movimento na matéria branca. A restrição para a mobilidade das moléculas ocorre principalmente na direção per- pendicular ao feixe de fibras, e menos na direção longitudinal (ao longo do comprimento do feixe). Assim, ao medir os diminutos movimentos das mo- léculas de água, podemos obter imagens que mos- tram como as fibras estão orientadas. Ambos os estudos descobriram que os feixes de fibras normalmente bem alinhados que conectam as áreas do cérebro envolvidas na produção de fala estavam rompidos em pessoas jovens que gague- jam. Esta ruptura provavelmente reduz a eficiência da comunicação entre as áreas envolvidas no pro- cessamento da fala. A atividade no cérebro ocorre junto aos corpos ce- lulares dos neurônios, localizados na matéria cin- zenta. Na superfície do cérebro, a matéria cin- zenta forma uma estrei- ta camada de cerca de meio centímetro de es- pessura chamada cór- tex. Mais profundamente no cérebro, também en- contramos matéria cinzenta em regiões chamadas “núcleos”, como nos núcleos da base. Em nosso es- tudo, além de um exame de ressonância para ava- liar a estrutura do cérebro (DTI ressonance), usa- mos também outro tipo de ressonância, a fMRI (ressonância magnética funcional), para investigar a atividade no cérebro enquanto as pessoas produ- ziam fala. Este tipo de exame de imagem detecta mudanças na quantidade de oxigênio transportado no sangue para o cérebro. Quando uma área do cé- rebro está ativa, ela precisa de mais oxigênio e mais fluxo sanguíneo. A ressonância magnética funcional mostra como esses padrões de atividade cerebral mudam enquanto a pessoa está falando. Nosso estudo descobriu que, durante a produção de fala, as pessoas que gaguejam mostraram ativi- dade aumentada em áreas do cérebro que não são tipicamente usadas pelo grupo-controle formado por pessoas fluentes. Algumas dessas regiões esta- vam no hemisfério direito, e outros estudos suge- rem que esta atividade reflete um processo de compensação da gagueira. Também encontramos atividade aumentada em pessoas que gaguejam numa região do mesencéfalo, na altura da substân- cia negra. Os núcleos de massa cinzenta nesta re- gião profunda são parte dos núcleos da base, um conjunto de estruturas envolvidas no controle e na iniciação do movimento. A atividade extra nesta região em pessoas que gaguejam é consistente com as sugestões de estudos anteriores de que a ga- gueira se deve a uma função anormal dos núcleos da base ou a quantidades anormais de dopamina. Outra descoberta interessante em nosso estudo foi que pessoas que gaguejam apresentam uma ati- vidade reduzida em uma parte importante do sis- tema normal de produção de fala. Esta região – o córtex pré-motor ventral – fica imediatamente aci- ma da área em que fibras de matéria branca estão rompidas, conforme revelado pelo estudo de difu- são. É provável que a atividade na região esteja re- duzida devido a um rompimento da conectividade normal e da comunicação eficiente com outras re- giões do cérebro que são importantes para a pro- dução de fala fluente. Chang e seus parceiros de pesquisa também encon- traram diferenças no volume da matéria cinzenta em partes do córtex envolvidas na produção e per- cepção da fala em crianças que gaguejam. Eles en- contraram menos matéria cinzenta perto do córtex pré-motor ventral, onde havíamos detectado uma atividade reduzida. Além disso, também encontra- ram menos matéria cinzenta em regiões que são normalmente ativadas quando se escuta a fala (os lobos temporais). Essas diferenças em volume de matéria cinzenta estavam presentes até mesmo em crianças que tinham se recuperado da gagueira. [N.T.: ou seja, ao contrário das diferenças na ma- téria branca, que são diacríticas para a gagueira persistente, as diferenças no volume de matéria cinzenta não são um bom prognosticador para a persistência ou remissão da gagueira em crianças]. Ao contrário dos estudos feitos em adultos que gaguejam, nenhum aumento na matéria cinzenta foi encontrado no hemisfério direito das crianças. Isso sugere que, em adultos que gaguejam, algu- mas das diferenças verificadas podem ser conse- qüência do longo convívio com a gagueira. É importante entender mais sobre as causas das diferenças na estrutura e função cerebral associa- das à gagueira. Algumas dessas diferenças podem refletir estratégias compensatórias que fazem uso de uma outra função para controlar a fala, ou que usam regiões do cérebro fora do sistema desconec- tado pelos feixes rompidos de matéria branca, e que não são normalmente usadas no cérebro de pessoas fluentes. Esta idéia é apoiada pelas desco- bertas sobre o volume da matéria cinzenta, no es- tudo de Chang. Por outro lado, algumas diferenças poderiam ser de fato a causa fundamental da ga- gueira e podem estar relacionadas a variações ge- néticas ou incidentes ao longo do desenvolvimen- to. Pesquisas adicionais, particularmente estudos lon- gitudinais, começando nos primeiros anos de vida, podem ajudar a lançar luz sobre essas questões. N Por Kate Watkins * Exames modernos de neuroimagem estão permitindo decifrar um dos mais antigos mistérios da humanidade: a gagueira O segredo que se esconde na matéria branca Conexões partidas Medindo a atividade Matéria cinzenta Imagens obtidas pelo estudo de Watkins. A imagem à es- querda mostra o padrão de atividade durante a produção de fa- la no grupo-controle fluente (laranja) e no grupo de pessoas jo- vens que gaguejam (azul). A imagem à direita mostra as regiões subjacentes de matéria branca (em laranja) na qual pessoas que gaguejam apresentam uma ruptura nos tratos de fibras nervo- sas logo abaixo das áreas corticais que não estão ativadas. * Kate Watkins é professora de psicologia experimental na Universidade de Oxford e pesquisadora do Centre for Func- tional Magnetic Imaging of the Brain (FMRIB). Referências Chang, SE et al (2008). Brain anatomy differences in childhood stuttering, NeuroImage 39(3):1333-44. [Link ] Watkins, KE et al (2008). Structural and functional ab- normalities of the motor system in developmental stuttering. Brain 131(Pt 1):50-9. [Link ] Sobre núcleos da base e dopamina, veja p.ex. http://www.gagueira.org.br/nucleosdabase.pdf Traduzido por Hugo Silva para o Instituto Brasileiro de Fluência (www.gagueira.org.br ). O artigo original, em inglês, pode ser encontrado na edição de março de 2008 da revista Speaking Out , publicação da British Stammering Association (p. 14-15). www.gagueira.org.br

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Page 1: Gagueira: o segredo que se esconde na matéria branca

Nos últimos anos, com o aperfeiçoamento dos méto-dos de neuroimageamento, cada vez mais estudos ci-entíficos começaram a descobrir diferenças físicas na organização do cérebro de pessoas que gaguejam. Até pouco tempo atrás, a grande dúvida era saber se es-sas diferenças eram resultado do convívio com a ga-gueira ou se elas já estavam presentes desde a infân-cia. Dois estudos recentes ofereceram respostas a esta dúvida. A pesquisadora Kate Watkins, autora do tex-to abaixo, é a líder de um desses estudos.

o começo de 2008, dois grupos de pes-quisa sobre gagueira publicaram estudos de neuroimagem em jovens adultos, adolescentes e crianças que gaguejam.

Esses estudos revelaram anormalidades funcionais e estruturais no cérebro dessas pessoas. O objetivo deles era fornecer um melhor entendimento das causas da gagueira e ajudar a explicar por que al-gumas crianças recuperam-se da gagueira, enquan-to outras continuam a gaguejar. Considerando o resultado dos dois estudos em conjunto, estamos começando a responder estas perguntas.

Em nosso artigo, publicado na revista Brain, des-crevemos diferenças na organização física das co-nexões entre algumas áreas do cérebro em um grupo de adolescentes e pessoas jovens que gague-jam (com idade variando de 14 a 27 anos). Essas diferenças explicaram por que este grupo de pes-soas exibia uma atividade reduzida em algumas regiões do córtex cerebral durante a produção de fala.

Outro grupo de pesquisadores (Chang et al.) pu-blicou descobertas muito similares na revista Neu-roImage. Estudando crianças na faixa etária de 9 a 12 anos, eles descobriram que, no grupo com ga-gueira persistente, as conexões de matéria branca estavam rompidas na mesma região identificada em nosso estudo. Já no grupo constituído por cri-anças que tinham se recuperado da gagueira, a matéria branca estava íntegra. Eles também encon-traram mudanças no volume da matéria cinzenta cortical, tanto em crianças com gagueira persisten-te quanto em crianças que tinham se recuperado

da gagueira, e apontaram dife-renças em relação ao cérebro de adultos que gaguejam. Esses estudos usaram aparelhos modernos de ressonância mag-nética, que fornecem imagens mais detalhadas da estrutura do cérebro com base no movimento dos átomos de hidrogênio das moléculas de água. Tanto em nosso estudo quanto no de Chang, utili-zou-se um novo tipo de ressonância, conhecido como imageamento por tensor de difusão (DTI res-sonance), para investigar a organização das cone-xões de matéria branca no cérebro. A matéria branca é responsável pela conexão entre as diver-sas áreas do sistema nervoso central. Ela é chama-da de branca porque é constituída principalmente por um tecido gorduroso conhecido como mielina. Este revestimento gorduroso fornece isolamento para as fibras que conectam as diferentes regiões do cérebro e também aumenta a velocidade de transmissão dos sinais elétricos entre essas regiões. Em razão de o tecido ser gorduroso, as moléculas de água não têm liberdade total de movimento na matéria branca. A restrição para a mobilidade das moléculas ocorre principalmente na direção per-pendicular ao feixe de fibras, e menos na direção longitudinal (ao longo do comprimento do feixe). Assim, ao medir os diminutos movimentos das mo-léculas de água, podemos obter imagens que mos-tram como as fibras estão orientadas.

Ambos os estudos descobriram que os feixes de fibras normalmente bem alinhados que conectam as áreas do cérebro envolvidas na produção de fala estavam rompidos em pessoas jovens que gague-jam. Esta ruptura provavelmente reduz a eficiência da comunicação entre as áreas envolvidas no pro-cessamento da fala. A atividade no cérebro ocorre junto aos corpos ce-lulares dos neurônios, localizados na matéria cin-

zenta. Na superfície do cérebro, a matéria cin-zenta forma uma estrei-ta camada de cerca de meio centímetro de es-pessura chamada cór-

tex. Mais profundamente no cérebro, também en-contramos matéria cinzenta em regiões chamadas “núcleos”, como nos núcleos da base. Em nosso es-tudo, além de um exame de ressonância para ava-liar a estrutura do cérebro (DTI ressonance), usa-mos também outro tipo de ressonância, a fMRI (ressonância magnética funcional), para investigar a atividade no cérebro enquanto as pessoas produ-ziam fala. Este tipo de exame de imagem detecta mudanças na quantidade de oxigênio transportado no sangue para o cérebro. Quando uma área do cé-rebro está ativa, ela precisa de mais oxigênio e mais fluxo sanguíneo. A ressonância magnética funcional mostra como esses padrões de atividade cerebral mudam enquanto a pessoa está falando.

Nosso estudo descobriu que, durante a produção de fala, as pessoas que gaguejam mostraram ativi-dade aumentada em áreas do cérebro que não são tipicamente usadas pelo grupo-controle formado por pessoas fluentes. Algumas dessas regiões esta-vam no hemisfério direito, e outros estudos suge-rem que esta atividade reflete um processo de compensação da gagueira. Também encontramos atividade aumentada em pessoas que gaguejam numa região do mesencéfalo, na altura da substân-cia negra. Os núcleos de massa cinzenta nesta re-gião profunda são parte dos núcleos da base, um conjunto de estruturas envolvidas no controle e na iniciação do movimento. A atividade extra nesta região em pessoas que gaguejam é consistente com as sugestões de estudos anteriores de que a ga-gueira se deve a uma função anormal dos núcleos da base ou a quantidades anormais de dopamina.

Outra descoberta interessante em nosso estudo

foi que pessoas que gaguejam apresentam uma ati-vidade reduzida em uma parte importante do sis-tema normal de produção de fala. Esta região – o córtex pré-motor ventral – fica imediatamente aci-ma da área em que fibras de matéria branca estão rompidas, conforme revelado pelo estudo de difu-são. É provável que a atividade na região esteja re-duzida devido a um rompimento da conectividade normal e da comunicação eficiente com outras re-giões do cérebro que são importantes para a pro-dução de fala fluente. Chang e seus parceiros de pesquisa também encon-traram diferenças no volume da matéria cinzenta em partes do córtex envolvidas na produção e per-cepção da fala em crianças que gaguejam. Eles en-contraram menos matéria cinzenta perto do córtex pré-motor ventral, onde havíamos detectado uma atividade reduzida. Além disso, também encontra-ram menos matéria cinzenta em regiões que são normalmente ativadas quando se escuta a fala (os lobos temporais). Essas diferenças em volume de matéria cinzenta estavam presentes até mesmo em crianças que tinham se recuperado da gagueira. [N.T.: ou seja, ao contrário das diferenças na ma-téria branca, que são diacríticas para a gagueira persistente, as diferenças no volume de matéria cinzenta não são um bom prognosticador para a persistência ou remissão da gagueira em crianças].

Ao contrário dos estudos feitos em adultos que gaguejam, nenhum aumento na matéria cinzenta foi encontrado no hemisfério direito das crianças. Isso sugere que, em adultos que gaguejam, algu-mas das diferenças verificadas podem ser conse-qüência do longo convívio com a gagueira.

É importante entender mais sobre as causas das diferenças na estrutura e função cerebral associa-das à gagueira. Algumas dessas diferenças podem refletir estratégias compensatórias que fazem uso

de uma outra função para controlar a fala, ou que usam regiões do cérebro fora do sistema desconec-tado pelos feixes rompidos de matéria branca, e que não são normalmente usadas no cérebro de pessoas fluentes. Esta idéia é apoiada pelas desco-bertas sobre o volume da matéria cinzenta, no es-tudo de Chang. Por outro lado, algumas diferenças poderiam ser de fato a causa fundamental da ga-gueira e podem estar relacionadas a variações ge-néticas ou incidentes ao longo do desenvolvimen-to.

Pesquisas adicionais, particularmente estudos lon-gitudinais, começando nos primeiros anos de vida, podem ajudar a lançar luz sobre essas questões.

N

Por Kate Watkins *

Exames modernos de neuroimagem estão permitindo decifrar um dos mais antigos mistérios da humanidade: a gagueira

O segredo quese esconde namatéria branca

Conexões partidas

Medindo a atividade

Matéria cinzenta

Imagens obtidas pelo estudo de Watkins. A imagem à es-querda mostra o padrão de atividade durante a produção de fa-la no grupo-controle fluente (laranja) e no grupo de pessoas jo-vens que gaguejam (azul). A imagem à direita mostra as regiões subjacentes de matéria branca (em laranja) na qual pessoas que gaguejam apresentam uma ruptura nos tratos de fibras nervo-sas logo abaixo das áreas corticais que não estão ativadas.

* Kate Watkins é professora de psicologia experimental na Universidade de Oxford e pesquisadora do Centre for Func-tional Magnetic Imaging of the Brain (FMRIB).

Referências

Chang, SE et al (2008). Brain anatomy differences in childhood stuttering, NeuroImage 39(3):1333-44. [Link]

Watkins, KE et al (2008). Structural and functional ab-normalities of the motor system in developmental stuttering. Brain 131(Pt 1):50-9. [Link]

Sobre núcleos da base e dopamina, veja p.ex. http://www.gagueira.org.br/nucleosdabase.pdf

Traduzido por Hugo Silva para o Instituto Brasileiro de Fluência (www.gagueira.org.br). O artigo original, em inglês, pode ser encontrado na edição de março de 2008 da revista Speaking Out, publicação da British Stammering Association (p. 14-15).

www.gagueira.org.br